本發(fā)明涉及一種SVG多機并聯(lián)運行控制系統(tǒng)。

背景技術：

SVG（靜止同步補償器）為現(xiàn)階段電力系統(tǒng)最先進的無功補償技術，可以快速連續(xù)的輸出容性無功功率或者感性無功功率，通過對系統(tǒng)無功的控制，實現(xiàn)穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，提高系統(tǒng)功率因數(shù)，保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定、高效的運行。

由于目前受IGBT技術的限制，SVG設備單臺容量不大，隨著電力系統(tǒng)容量的不斷增加，電力系統(tǒng)對無功補償裝置的容量需求也不斷增加，在現(xiàn)場會出現(xiàn)多臺SVG設備并聯(lián)在用一段母線運行，這就需要SVG設備能夠并聯(lián)運行，需要并聯(lián)運行各SVG可以自動功率平衡。

中國專利201110213027.5 提出 基于光纖高速通信的SVG裝置并聯(lián)運行控制系統(tǒng)及其方法。該方法可以實現(xiàn)多機并聯(lián)，但是SVG裝置之間的光纖連接特別復雜。每兩臺SVG之間都需要多根光纖，2臺并聯(lián)時連接2根光纖，3臺并聯(lián)時連接6根光纖，4臺并聯(lián)時連接12根光纖，5臺并聯(lián)時連接20根光纖，同時控制器接口限制了并聯(lián)的臺數(shù)。

中國專利201110188074.9 提出 用于APF/SVG并聯(lián)運行的主從控制系統(tǒng)及方法。該方法可以實現(xiàn)多機并聯(lián)，改補償方法使用獨立的控制器，各APF/SVG設備在主控制器的控制下進行補償。主控制器需要與每臺設備連接兩根光纖，并聯(lián)臺數(shù)受主控制器接口個數(shù)的限制，且主控制器損壞，所有設備停止工作。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的上述不足，提供一種簡單、高效的SVG并聯(lián)運行環(huán)形光纖控制系統(tǒng)，使并聯(lián)運行的SVG臺數(shù)不受限制，通過高效的算法實現(xiàn)SVG之間功率平衡。

用于SVG多機并聯(lián)的環(huán)形光纖控制系統(tǒng)，包括：SVG控制器、檢測電網(wǎng)電壓的電壓互感器、檢測系統(tǒng)電流的電流互感器、以及通信光纖，電壓互感器和電流互感器輸出端連接到SVG控制器的輸入端；一臺SVG控制器設為主控制器，其余SVG控制器設為從控制器，主控制器采集電流互感器輸出的電流信號，主控制器與從控制器通過光纖依次連接成環(huán)形網(wǎng)，主控制器向從控制器傳遞總無功功率和控制指令，SVG控制器控制SVG輸出無功功率。

所述的SVG控制器，包括DSP、FPGA、模擬量調理單元、光纖發(fā)射接口、光纖接收接口，光纖發(fā)射接口單元和光纖接收接口單元與FPGA相連，模擬量調理單元與DSP相連，DSP與FPGA相連，上一SVG設備控制器的光纖發(fā)射接口單元通過光纖與下一SVG設備控制器的光纖接收接口單元相連。

本發(fā)明的控制方法，包括以下步驟：

a. 設置一臺SVG控制器為主控制器，設置其它SVG控制器為從控制器，設置各SVG控制器的功率系數(shù)；

b. 主控制器利用電網(wǎng)電壓電流計算出補償電網(wǎng)所需的總無功功率；

c. 主控制器將總無功功率信號通過光纖發(fā)送端子發(fā)送給第一從控制器；

e. 第一從控制器將總無功功率信號通過光纖發(fā)送端子發(fā)送給下一從控制器，

f. 重復步驟e，直到最后從控制器；

g. 最后從控制器將總無功功率信號通過光纖發(fā)送端子發(fā)送給主控制器;

h. 每個SVG控制器將總無功功率與各自的功率系數(shù)相乘得到無功功率輸出的目標值；

i.SVG控制器控制功率單元輸出無功功率。

設定為從機的SVG控制器在接收總無功功率和控制指令的同時，把這些數(shù)據(jù)發(fā)送給下一臺從機，這樣環(huán)內的所有從機SVG控制器都可以接收到總無功功率和控制指令。光纖環(huán)內的主機控制器和從機控制器，把總無功功率乘以各自的功率系數(shù)得到各SVG需要輸出的無功功率。功率系數(shù)是各SVG的可設置參數(shù)，各SVG的額定功率除以所有并聯(lián)運行SVG的額定功率的總和，得到各SVG的功率系數(shù)。k1 = Qn1 ÷ (Qn1+ Qn2….. QnN),k1表示第一臺SVG的“功率系數(shù)”，Qn1表示第一臺SVG的額定功率，QnN表示第N臺SVG的額定功率。

本發(fā)明使并聯(lián)運行的SVG控制器通過光纖連接成環(huán)，并聯(lián)臺數(shù)不受控制器光纖接口個數(shù)的限制。環(huán)內可以使用不同功率等級的SVG，并自動平衡無功功率輸出，合理的利用各SVG出力。環(huán)內的任何一臺SVG都可以設置為主機，從機故障不影響其它SVG設備運行，主機故障可以通過重新設定主機快速恢復補償，最大限度的保障整套補償系統(tǒng)的可靠性。本發(fā)明提出的光纖環(huán)形控制系統(tǒng)，光纖連線極為簡單，并聯(lián)光纖的個數(shù)與并聯(lián)SVG的臺數(shù)相同，極大的簡化了現(xiàn)場施工。

附圖說明

圖1為4臺SVG并聯(lián)運行光纖通信連線示意圖；

圖2為SVG設備控制器；

圖3為系統(tǒng)電壓互感器和系統(tǒng)電流互感器連接示意圖；

圖4為SVG設備內部組成框圖。

具體實施方式

如圖1所示，為4臺SVG設備并聯(lián)運行環(huán)形光纖控制系統(tǒng)，包括4臺SVG設備及4根光纖，若并聯(lián)運行的SVG臺數(shù)為N，則光纖的數(shù)量同樣為N。各SVG設備之間通過光纖傳遞補償電網(wǎng)需要的總無功功率，將光纖環(huán)內的其中一臺SVG控制器設置為主機，1號SVG控制器為主控制器，2號SVG控制器、3號SVG控制器、4號SVG控制器設置為從控制器。1號SVG控制器的TX端子通過光纖連接到2號SVG控制器的RX端子，2號SVG控制器的TX端子再連接到下一臺SVG控制器的RX端子，最后第4臺SVG控制器的TX端子通過光纖連接到1號SVG控制器的RX端子，這樣4臺SVG控制器通過光纖連接成環(huán)。

檢測電網(wǎng)電壓的電壓互感器和檢測系統(tǒng)電流的電流互感器，它們的輸出端連接到所有SVG控制器，如圖3所示。

SVG控制器包括：數(shù)字信號處理器DSP、可編程門陣列芯片F(xiàn)PGA、模擬量調理電路、一路光纖發(fā)射端子、一路光纖接收端子，如圖2所示。

SVG設備如圖4，主要有控制器、觸摸屏、功率單元、電抗器組成。

SVG控制器作為主控制器時，電網(wǎng)電壓、系統(tǒng)電流信號輸入到模擬量調理電路，模擬量調理電路與數(shù)字信號處理器DSP相連，數(shù)字信號處理器DSP對電網(wǎng)電壓、電流信號進行采樣、模數(shù)轉換，然后計算出補償系統(tǒng)所需的總無功功率和并網(wǎng)鎖相數(shù)據(jù)。數(shù)字信號處理器DSP與編程門陣列芯片F(xiàn)PGA相連，并把計算的總無功功率傳輸給可編程門陣列芯片F(xiàn)PGA?？删幊涕T陣列芯片F(xiàn)PGA與光纖發(fā)射端子相連，可編程門陣列芯片F(xiàn)PGA把總無功功率編碼后通過光纖發(fā)射端子傳遞給下一臺從控制器的光纖接收端子。可編程門陣列芯片F(xiàn)PGA與一路光纖接收端子相連，可編程門陣列芯片F(xiàn)PGA把光纖接收端子接收到的編碼信息解碼后，傳給數(shù)字信號處理器DSP。

SVG控制器作為從控制器時，電網(wǎng)電壓、系統(tǒng)電流信號輸入到模擬量調理電路，模擬量調理電路與數(shù)字信號處理器DSP相連，數(shù)字信號處理器DSP對電網(wǎng)電壓進行采樣、模數(shù)轉換，然后計算出并網(wǎng)所需的鎖相數(shù)據(jù)?？删幊涕T陣列芯片F(xiàn)PGA與一路光纖接收端子相連，可編程門陣列芯片F(xiàn)PGA把光纖接收端子接收到的編碼信息解碼后，得到補償電網(wǎng)所需的總無功功率。可編程門陣列芯片F(xiàn)PGA與數(shù)字信號處理器DSP相連，可編程門陣列芯片F(xiàn)PGA把解碼后的補償電網(wǎng)所需的總無功功率傳輸給數(shù)字信號處理器DSP。